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一种激光挠测量系统的实现

导读: 本文介绍了一种用于大型土木工程结构的投影式光学挠度刚量系统。该系统由激光器、光接收器件及其外围信号采集处理电路组成。

  本文介绍了一种用于大型土木工程结构的投影式光学挠度刚量系统。该系统由激光器、光接收器件及其外围信号采集处理电路组成。光接收部分采用特殊的光电接收器件取代传统的CCD或PsD,使测量范围得到扩大;外围电路部分采用现场可编程逻辑阵列FPGA器件作为核心。通过这种设计,系统的量程和可扩展性得到改善,实现了通道复用。实验室证明,系统的测量范围可以达到Z10mm,分辫率达0.oosrnrn,可完成结构的静态及动态挠度测量。

  1引言

  在经济高速发展的今天,桥梁在社会生活中发挥着重要的作用。桥梁在运营过程中都会产生变形,这些变形在一定限度内,应该认为是正常的,但如果超过了规定限度,就会影响正常使用,并危及建筑安全和人民的生命安全,造成巨大的财产损失,因此在施工和营运期间,总要对其参数进行测量,挠度便是其中关键参数。

  因此,在桥梁工程中产生了很多挠度测量的方法与仪器,可分为机械式、电测式、光测式。在众多的测量方法中,百分表测量法是较为传统的测量方法,该方法只能进行人工一次性测量,不能自动测量,且操作不方便,有很大的现场应用局限性。

  另外,光学经纬仪、电子经纬仪、水准仪等也用于桥梁的挠度测量,但也存在不能实现动态连续、自动测量,且安装不方便、操作过程复杂等缺点。

  随着国内外研究人员不断探索,又出现了散斑成像法、光靶成像法等测量方法,而其中光靶成像法是较具应用前景的挠度测量方法。但由于光靶成像法测量原理的限制,使得测量范围与测量精度相互矛盾,必须牺牲其中一个指标,且测量速度慢,不能适应动态挠度测量的要求。因此,桥梁工程界迫切需要一种能解决上述矛盾的新型挠度测量系统。

  2一种测f系统的开发

  为了满足大型结构挠度测量的实际需求,实现较大的测量范围,提供良好的计算机接口,简化数据采集和处理,满足动态实时监测,就要求设计一套新的挠度测量系统。

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